電控防抱死制動(dòng)系統(tǒng)匯編

1、第四章 電控防抱死制動(dòng)(zh dn)系統(tǒng)（ABS）第一節(jié) 概述第二節(jié) ABS結(jié)構(gòu)與工作原理(yunl)第三節(jié) ABS應(yīng)用實(shí)例共六十三頁(yè)第一節(jié) 概述(i sh)共六十三頁(yè)一、ABS的理論(lln)基礎(chǔ)1.汽車的制動(dòng)性 汽車在行駛(xngsh)過程中，強(qiáng)制地減速以至停車且維持行駛(xngsh)方向穩(wěn)定性的能力稱為汽車的制動(dòng)性。評(píng)價(jià)制動(dòng)性能的指標(biāo)主要有：（1）制動(dòng)效能汽車在行駛中，強(qiáng)制減速以至停車的能力稱為制動(dòng)效能。共六十三頁(yè)即汽車以一定的初速度制動(dòng)到停車(tng ch)所產(chǎn)生的： 制動(dòng)距離 制動(dòng)時(shí)間 制動(dòng)減速度共六十三頁(yè)（2）制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性汽車在制動(dòng)時(shí)仍能按指定方向的軌跡行駛，即不發(fā)生跑偏、側(cè)

2、滑、以及失去轉(zhuǎn)向能力稱為制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。 車輪(ch ln)抱死時(shí)汽車的運(yùn)行情況共六十三頁(yè)2.汽車制動(dòng)時(shí)車輪(ch ln)受力分析車速車輪旋轉(zhuǎn)角速度慣性力矩制動(dòng)阻力矩車輪法向載荷地面法向反力車軸(chzhu)對(duì)車輪的推力地面制動(dòng)力車輪半徑車輪切向速度，簡(jiǎn)稱輪速共六十三頁(yè)（1）制動(dòng)器制動(dòng)力(dngl)制動(dòng)(zh dn)蹄與制動(dòng)(zh dn)鼓（盤）壓緊時(shí)形成的摩擦力矩M通過車輪作用于地面的切向力F （2）地面制動(dòng)力制動(dòng)時(shí)地面對(duì)車輪的切向反作用力FX共六十三頁(yè)（3）地面(dmin)制動(dòng)力F 、制動(dòng)器制動(dòng)力FX及附著力F之間的關(guān)系附著力地面對(duì)輪胎切向反作用力的極限值F。附著力取決于輪胎與路面(l

3、min)之間的摩擦作用及路面(lmin)的抗剪強(qiáng)度。共六十三頁(yè)地面制動(dòng)力(dngl)、制動(dòng)器制動(dòng)力(dngl)及附著力之間的關(guān)系共六十三頁(yè)3.硬路面上附著(fzhu)系數(shù)與滑移率s的關(guān)系觀察車輪的三種(sn zhn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)共六十三頁(yè) （1）制動(dòng)(zh dn)過程中車輪的三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 第一階段：純滾動(dòng)，路面印痕與胎面花紋基本一致 車速 V = 輪速V 共六十三頁(yè) 第二階段：邊滾邊滑，路面印痕可以辨認(rèn)出輪胎(lnti)花紋，但花紋逐漸模糊。 車速 V 輪速V共六十三頁(yè) 第三階段：抱死拖滑，路面印痕(ynhn)粗黑。 輪速V = 0 觀察車輪的三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)共六十三頁(yè) 若需增大Fx ，必須增大F 。

4、F取決于附著系數(shù)， 又受滑移率 s 的影響(yngxing)。（2）滑移率S 定義：s=(VV)/V100% =(Vr.)/V100% 共六十三頁(yè)（3）附著系數(shù)(xsh)與滑移率 s 的關(guān)系共六十三頁(yè)分析結(jié)論： s 20%為制動(dòng)(zh dn)穩(wěn)定區(qū)域； s 20%為制動(dòng)非穩(wěn)定區(qū)域； 將車輪滑移率 s 控制在20%左右，便可獲取最大的縱向附著系數(shù)和較大的橫向附著系數(shù)，是最理想的控制效果。共六十三頁(yè)4.理想的制動(dòng)(zh dn)控制過程（1）制動(dòng)開始時(shí)，讓制動(dòng)壓力(yl)迅速增大，使S上升至20%所需時(shí)間最短，以便獲取最短的制動(dòng)距離和方向穩(wěn)定性。 （）制動(dòng)過程中： 當(dāng)S上升稍大于20%時(shí)，對(duì)制動(dòng)輪迅

5、速而適當(dāng)降低制動(dòng)壓力，使S迅速下降到20%； 當(dāng)S下降稍小于20%時(shí)，對(duì)制動(dòng)輪迅速而適當(dāng)增大制動(dòng)壓力，使S迅速上升到20%；共六十三頁(yè)結(jié)論： 車輪在制動(dòng)過程中，以510 次/秒 的頻率進(jìn)行增壓、保壓、減壓(jin y)的不斷切換，使s穩(wěn)定在20%是最理想的制動(dòng)控制過程。 5.ABS的功用 ABS的功用是控制實(shí)際制動(dòng)過程接近于理想制動(dòng)過程。共六十三頁(yè)二、ABS的基本組成(z chn)與工作原理傳統(tǒng)制動(dòng)(zh dn)系統(tǒng)工作原理共六十三頁(yè)二、ABS的基本組成與工作(gngzu)原理ABS是在傳統(tǒng)制動(dòng)基礎(chǔ)上，又增設(shè)如下裝置： 車輪輪速傳感器 電子控制單元ECU 制動(dòng)壓力(yl)調(diào)節(jié)器 ABS警告燈共

6、六十三頁(yè)三、ABS控制參數(shù)1.以車輪滑移率為控制參數(shù)根據(jù)車速和車速傳感器的信號(hào)計(jì)算車輪的滑移率作為(zuwi)控制制動(dòng)力的依據(jù)。S高于設(shè)定值，ECU就會(huì)輸出減小制動(dòng)力信號(hào)，并通過制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器減小制動(dòng)壓力；S低于設(shè)定值時(shí)，ECU就會(huì)輸出增大制動(dòng)力信號(hào)，并通過制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器增大制動(dòng)壓力，控制滑移率在設(shè)定的范圍內(nèi)。已有用多普勒雷達(dá)測(cè)量車速的ABS。共六十三頁(yè)2.以車輪角加速度為控制參數(shù)ECU根據(jù)車輪的車速傳感器信號(hào)計(jì)算車輪的角加速度作為控制制動(dòng)力的依據(jù)。 ECU中設(shè)置合理的角加速度、角減速度門限值。制動(dòng)時(shí)，當(dāng)車輪角減速度達(dá)到(d do)門限值時(shí)， ECU輸出減小制動(dòng)力信號(hào)；當(dāng)車輪轉(zhuǎn)速升高至角加速度

7、門限值，ECU輸出增加制動(dòng)力信號(hào)。共六十三頁(yè)共六十三頁(yè)小結(jié)本節(jié)應(yīng)掌握(zhngw)的主要內(nèi)容：汽車制動(dòng)時(shí)車輪受力分析地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力及附著力之間的關(guān)系硬路面上附著系數(shù)與滑移率s的關(guān)系A(chǔ)BS的功用ABS的基本組成ABS的控制參數(shù)返回(fnhu)目錄共六十三頁(yè)第二節(jié) ABS結(jié)構(gòu)(jigu)與工作原理一、ABS控制方式及特點(diǎn) 特點(diǎn)(tdin)：（一）四傳感器、四控制通道能夠獨(dú)立進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)的制動(dòng)管路；控制通道 （2）制動(dòng)時(shí)可最大限度地利用每個(gè)車輪的附著力 - 方向穩(wěn)定性好； （1）各制動(dòng)輪壓力均可單獨(dú)調(diào)節(jié)（輪控制）- 控制精度高；共六十三頁(yè) （二）四傳感器、三控制(kngzh)通道 特點(diǎn)

8、(tdin)： 兩前輪獨(dú)立控制，兩后輪一同控制（軸控制）； 按附著力較小車輪不發(fā)生抱死為原則進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)-低選原則控制； 按附著力較大車輪不發(fā)生抱死為原則進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)-高選原則控制；共六十三頁(yè) 二、 ABS主要部件(bjin)結(jié)構(gòu)及工作（一）輪速傳感器 1、作用(zuyng) 2、組成 檢測(cè)車輪轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生與輪速成正比的正弦交流信號(hào)，經(jīng)整形、放大轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)送給ECU，用于對(duì)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器實(shí)施控制。傳感器一般采用磁感應(yīng)式共六十三頁(yè)傳感器頭（靜止）：永久磁鐵、感應(yīng)線圈(xinqun)、極軸； 齒圈（轉(zhuǎn)動(dòng)）：凸齒數(shù)40100不等；傳感器頭與齒圈間隙(jin x)：0.60.7 mm；齒圈

9、- 輪轂、制動(dòng)盤； 傳感器頭 - 轉(zhuǎn)向節(jié)、制動(dòng)底板；共六十三頁(yè) 工作原理(yunl) 齒圈隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，凸齒和齒隙不斷交替在極軸下掠過，使鐵心磁通發(fā)生變化在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生交變信號(hào)電壓，頻率：f=306000Hz，電壓幅值：U=115V。共六十三頁(yè) （二）ABS ECU 組成：（硬件、軟件） 輸入電路 計(jì)算電路 輸出(shch)電路安全保護(hù)電路 故障自診斷 功用：接收傳感器信號(hào)(xnho)及制動(dòng)信號(hào)(xnho)，控制執(zhí)行器工作。共六十三頁(yè) （三）制動(dòng)(zh dn)壓力調(diào)節(jié)器（液壓） 1、作用 根據(jù)ECU控制指令，通過電磁閥的動(dòng)作對(duì)車輪制動(dòng)器壓力實(shí)施自動(dòng)調(diào)節(jié)，以使車輪滑移(hu y)率保持在最佳范圍

10、內(nèi)。 2、調(diào)壓方式 流通式（循環(huán)式） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 控制方便 被廣泛采用共六十三頁(yè) 變?nèi)莘e(rngj)式組成(z chn)調(diào)壓缸、電磁閥、單向閥、電機(jī)等德爾科ABS共六十三頁(yè) 3、制動(dòng)壓力(yl)調(diào)節(jié)器組成 組成(z chn)：電磁閥、儲(chǔ)液器、電動(dòng)回液泵共六十三頁(yè)（1）電磁閥 三位三通電磁閥由博世公司(n s)生產(chǎn)，應(yīng)用于博世ABS中。作用： 接收ECU指令，通過控制閥門的切換，調(diào)節(jié)(tioji)制動(dòng)分泵壓力，完成增壓、保壓和減壓。型式：三位三通電磁閥二位二通電磁閥三位三通電磁閥結(jié)構(gòu)：線圈、鐵心、銜鐵套筒、軟硬彈簧、進(jìn)液口回共六十三頁(yè) 二位(r wi)二通電磁閥二位(r wi)二通常閉電磁閥二位二

11、通常開電磁閥二者配合工作，完成增壓、保壓、減壓的控制過程共六十三頁(yè) （2）蓄壓器與電動(dòng)(din dn)回液泵蓄壓器：接納(jin)ABS減壓過程中，從制動(dòng)分泵回流的制動(dòng)液。電動(dòng)回液泵：將從制動(dòng)分泵回流的制動(dòng)液泵回電磁閥進(jìn)液口。返回目錄共六十三頁(yè) 第三節(jié) ABS應(yīng)用(yngyng)實(shí)例 ABS型式各異，以下二個(gè)方面(fngmin)相同： 2、ABS都具有自診斷功能。一但發(fā)生影響系統(tǒng)正常工作的故障時(shí)，ABS自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)ABS警告燈點(diǎn)亮。傳統(tǒng)制動(dòng)仍可正常工作。 1、ABS工作車速必須達(dá)到一定值后，才會(huì)對(duì)制動(dòng)過程中趨于抱死車輪進(jìn)行制動(dòng)防抱死控制調(diào)節(jié)。 共六十三頁(yè) （一）博世ABS 電磁閥：三位三通(

12、sn tn)電磁閥 控制方式： 兩前輪獨(dú)立(dl)控制，兩后輪按低選原則一同控制；調(diào)壓方式：流通式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器：分離式且獨(dú)立安裝；1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)共六十三頁(yè) 2、制動(dòng)(zh dn)壓力調(diào)節(jié)過程（1）制動(dòng)(zh dn)壓力增大過程共六十三頁(yè) 踏下制動(dòng)踏板，由于電磁閥的進(jìn)液閥開啟，回液閥關(guān)閉，各電磁閥將制動(dòng)總泵與各制動(dòng)分泵之間的通路接通，制動(dòng)總泵中的制動(dòng)液將通過各電磁閥的進(jìn)出液口進(jìn)入各制動(dòng)分泵，各制動(dòng)分泵的制動(dòng)液壓力將隨著(su zhe)制動(dòng)總泵輸出制動(dòng)液壓力的升高而升高 - 增壓。共六十三頁(yè) （2）制動(dòng)壓力(yl)保持過程共六十三頁(yè) 當(dāng)某車輪制動(dòng)中，滑移率接近于20%時(shí)，ECU輸出指令，控制電磁閥

13、線圈通過較小電流（約2A），使電磁閥的進(jìn)液閥關(guān)閉(gunb)（回液閥仍關(guān)閉(gunb)），保證該控制通道中的制動(dòng)分泵制動(dòng)壓力保持不變 - 保壓。共六十三頁(yè) （3）制動(dòng)壓力(yl)減小過程共六十三頁(yè) 當(dāng)某車輪(ch ln)制動(dòng)中，滑移率大于20%時(shí)，ECU輸出指令，控制電磁閥線圈通過較大電流（約5A），使電磁閥的進(jìn)液閥關(guān)閉回液閥開啟，制動(dòng)分泵中的制動(dòng)液將通過回液閥流入儲(chǔ)液器，使制動(dòng)壓力減小-減壓。 與此同時(shí)，ECU控制電動(dòng)泵通電運(yùn)轉(zhuǎn)，將流入儲(chǔ)液器的制動(dòng)液泵回到制動(dòng)總泵出液口。共六十三頁(yè) 3、電子控制系統(tǒng)(kn zh x tn)控制過程共六十三頁(yè) 控制過程(guchng)： （1）打開點(diǎn)火開關(guān)，E

14、CU進(jìn)入自檢 ABS保護(hù)繼電器線圈通電 蓄電池電壓(diny)（12V）經(jīng)觸點(diǎn)送至ECU端子1，觸發(fā)自檢，時(shí)間大約為35秒 。 自檢中，ECU端子27、28均未搭鐵，電動(dòng)泵繼電器、電磁閥繼電器常開觸點(diǎn)均不閉合，電動(dòng)泵及電磁閥均不工作。共六十三頁(yè)(2)ABS警示燈亮 ABS警示燈亮后可能出現(xiàn)兩種情況： 燈亮35秒后熄滅(xmi)，說明系統(tǒng)正常； 燈亮35秒后不熄滅，說明系統(tǒng)有故障，ECU關(guān)閉ABS，汽車僅保持傳統(tǒng)制動(dòng)。 （3）自檢正常ABS等待工作 ECU端子27搭鐵，接通(ji tn)電磁閥繼電器線圈電路。 電磁閥繼電器線圈通電，鐵芯產(chǎn)生吸力，常閉觸點(diǎn)（3087A）張開，ABS警示燈熄滅；常開

15、觸點(diǎn)（3087）閉合，蓄電池電壓作用在三個(gè)三位三通電磁閥線圈及ECU 端子32。共六十三頁(yè) （4）制動(dòng)防抱死調(diào)節(jié)過程(guchng) 制動(dòng)中，各車輪滑移率均小于20%時(shí)，ECU端子2、35、18均開路，三個(gè)三位三通電磁閥線圈中均無電流通過，各制動(dòng)分泵制動(dòng)液壓力將隨制動(dòng)總泵輸出制動(dòng)液壓力的變化而變化-增壓。 制動(dòng)中，某一車輪(ch ln)滑移率接近20%，ECU對(duì)其相應(yīng)的電磁閥線圈通電（2A），使其制動(dòng)分泵制動(dòng)液壓力保持不變-保壓。 制動(dòng)中，某一車輪滑移率大于20%，ECU對(duì)其電磁閥線圈通電（5A），使其制動(dòng)分泵制動(dòng)液壓力減小-減壓。共六十三頁(yè) 共六十三頁(yè) 共六十三頁(yè) （二）戴維斯MK20-I型

16、ABS 戴維斯MK 20I ABS是戴維斯MK II ABS的換代產(chǎn)品，是目前世界上最新一代(y di)ABS產(chǎn)品。 以桑塔納2000Gsi轎車上裝用的MK20I ABS為例說明其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。共六十三頁(yè) 1、MK20I ABS結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （1）采用摸塊式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將液壓控制單元（儲(chǔ)液器、電動(dòng)回液泵、電磁閥）與電子控制單元集成于一體(yt)，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊。 （2）電磁閥線圈設(shè)置于控制單元內(nèi)部，節(jié)省連接導(dǎo)線。采用大功率集成電路直接驅(qū)動(dòng)電磁閥及回液泵電機(jī)，省去了電磁閥繼電器。共六十三頁(yè) （3）電子控制單元內(nèi)部設(shè)有故障存儲(chǔ)器，隨車帶有故障診斷接口，借助診斷儀調(diào)取故障碼可以很方便地進(jìn)行故障診斷。 （4）

17、MK20I ABS采用(ciyng)四傳感器、三通道控制系統(tǒng)，其控制原則是對(duì)兩前輪進(jìn)行獨(dú)立控制，對(duì)兩后輪按低選原則一同控制。 其目的是在于制動(dòng)過程中確保后輪不會(huì)先于前輪抱死，從而獲得良好的制動(dòng)穩(wěn)定性。 共六十三頁(yè) （二）主要組成與結(jié)構(gòu) 1、輪速傳感器 桑塔納2000Gsi轎車上裝用四個(gè)磁感應(yīng)輪速傳感器，每個(gè)輪速傳感器均由傳感器頭和齒圈組成。 前輪輪速傳感器齒圈（43個(gè)凸齒）鑲嵌在制動(dòng)盤后，隨制動(dòng)盤一同旋轉(zhuǎn)，傳感器頭安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上。 后輪輪速傳感器齒圈（43個(gè)凸齒）安裝在輪轂(lng)上，隨輪轂(lng)一同旋轉(zhuǎn)，傳感器頭則安裝在固定支架上。共六十三頁(yè)共六十三頁(yè)共六十三頁(yè)共六十三頁(yè) 2、控制模塊

18、 控制模塊由液壓控制單元和電子控制單元組成。 液壓控制單元由儲(chǔ)液器、電動(dòng)回液泵、電磁閥等組成。 電子控制單元ECU中具有兩個(gè)完全相同的微處理器，它們按照同樣的程序?qū)斎胄盘?hào)進(jìn)行計(jì)算處理，并將最終結(jié)果進(jìn)行比較，一旦發(fā)現(xiàn)最終結(jié)果不一致(yzh)，即判定自身存在故障，它會(huì)自動(dòng)關(guān)閉ABS，同時(shí)將儀表板上的ABS警告燈點(diǎn)亮。 共六十三頁(yè)共六十三頁(yè) 3、故障警示燈 在儀表板及儀表板附加部件上裝有兩個(gè)故障警示燈，一個(gè)是ABS警示燈（K47），另一個(gè)是制動(dòng)裝置警示燈（K118）。 打開點(diǎn)火開關(guān)后ABS警示燈亮約2 S熄滅，說明自檢結(jié)束(jish)的同時(shí)已啟動(dòng)ABS。若ABS警示燈常亮，說明ABS出現(xiàn)故障。 （三）液壓控制系統(tǒng) 桑塔納2000Gsi轎車上采用的MK20I ABS液壓控制系統(tǒng)